Информационный центр "Центральный Дом Знаний"
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0
|
Назначение, эволюция и классификация операционных системСОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Назначение, эволюция и классификация операционных систем Основные понятия операционных систем Эволюция операционных систем Характеристика операционных систем 1.3.1. Основные функции операционных систем 1.3.2. Классификация операционных систем 1.3.3. Операционная система MS DOS 1.3.4. Операционная система UNIX Заключение 2. Практическая часть 2.1. Общая характеристика задачи 2.2.Описание алгоритма решения задачи Список используемой литературы ВВЕДЕНИЕ Без программного обеспечения любой компьютер — просто бесполезная груда железа. Именно благодаря программам компьютер может хранить, обрабатывать и искать информацию, воспроизводить музыку и видео, отсылать сообщения электронной почты, вести поиск в Интернете и решать множество других важных задач, для которых он и предназначен. Программное обеспечение можно грубо разбить на две большие группы: системные программы, управляющие работой самого компьютера, и прикладные программы, предназначенные для решения пользовательских задач. Самая главная системная программа — это операционная система, она управляет всеми системными ресурсами и обеспечивает основу для работы прикладных программ. Именно операционные системы являются предметом рассмотрения в данной курсовой работе. Теоретическая часть раскрывает следующие вопросы: Возникновение операционных систем Понятия и концепции операционных систем Эволюция операционных систем Классификация операционных систем Характеристика операционных систем Операционная система MS DOS Операционная система UNIX В практической части курсовой работы реализуется задача расчета заработной платы организации с помощью табличного процесса. Также проектируются формы выходных документов – ведомость для начисления зарплаты. Производится вывод результатов задачи в расчетном виде. Работа выполнена на ПК INTEL Dual Core – 2,4 ГГц / 2 Гб SDRAM / 320Гб HDD / DVD+-R/RW&CD-RW. Для выполнения работы использовались следующие программы: Текстовой редактор «MS Word - 2007» Табличный процессор «MS Excel – 2007» 1. НАЗНАЧЕНИЕ, ЭВОЛЮЦИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ Операционные системы относятся к системному программному обеспечению. Как известно, все программное обеспечение разделяется на системное и прикладное. К системному программному обеспечению принято относить такие программы и комплексы программ, которые являются общими, без которых невозможно выполнение или создание других программ. История появления и развития системного программного обеспечения началась с того момента, когда люди осознали, что любая программа требует операций ввода-вывода данных. Первые ЭВМ не имели ОС. Одни и те же специалисты проектировали, программировали и эксплуатировали ЭВМ. Программирование велось на машинном языке. Никакого системного программного обеспечения не было. Постепенно, с совершенствованием аппаратуры, появились первые алгоритмические языки, применение которых позволило расширить круг пользователей ЭВМ. Это потребовало как более эффективной организации их работы на ЭВМ, так и более эффективного использования аппаратных ресурсов ЭВМ, прежде всего процессора. Для решения этой проблемы были разработаны системы пакетной обработки данных, автоматизировавшие работы оператора по подготовке вычислительного процесса и позволяющие запускать на выполнение не одну, а несколько задач. Эти системы стали первыми системными программами, прообразом ОС, т.е. появилось разделение программного обеспечения на системное и прикладное. На 1965-1975 гг. приходится «золотой век» в развитии ОС. Именно в эти в годы были разработаны и реализованы все основные методы и механизмы, характеризующие современные ОС. Наиболее значимым событием стала промышленная реализация мультипрограммирования – способа организации вычислительного процесса, при котором в памяти ЭВМ размещается одновременно несколько программ, использующих один и тот же процессор. Следующим достижением, уже непосредственно затрагивающим возможности интерфейса пользователя, стала разработка систем разделения времени, которые обеспечивали пользователю возможность работать за собственным монитором и при многопользовательском режиме работы создавали у пользователя иллюзию многопольного владения ресурсами ЭВМ. 1.1 Основные понятия операционных систем Операционные системы являются основой системного программного обеспечения. Без операционной системы доступ к аппаратуре и программам современного компьютера совершенно невозможен. Все аппаратные, а также и программные средства предоставляются пользователю только через посредника – операционную систему. Операционной системой называется комплекс программ, которые обеспечивают автоматизацию доступа к аппаратным и программным ресурсам компьютера.[4,114] Операционная система, как менеджер ресурсов, осуществляет упорядоченное и контролируемое распределение процессов, памяти и других ресурсов между различными программами. Операционная система – это программа, постоянно работающая на компьютере и взаимодействующая со всеми прикладными программами.[6,16] 1.2 Эволюция операционных систем Первый период (1945-1955 гг.). Ламповые машины. Операционных систем нет. Известно, что компьютер был изобретен английским математиком Чарльзом Бэбиджем в конце восемнадцатого века. Его "аналитическая машина" так и не смогла но-настоящему заработать, потому что технологии того времени не удовлетворяли требованиям по изготовлению деталей точной механики, которые были необходимы для вычислительной техники. Известно также, что этот компьютер не имел операционной системы. Некоторый прогресс в создании цифровых вычислительных машин произошел после второй мировой войны. В середине 40-х были созданы первые ламповые вычислительные устройства. Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке. Об операционных системах не было и речи, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления. Не было никакого другого системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и служебных подпрограмм. Второй период (1955 г. – начало 1960-х гг.). Компьютеры на основе транзисторов. Пакетные операционные системы. С середины 50-х годов начался новый период в развитии вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы - полупроводниковых элементов. Компьютеры второго поколения стали более надежными, теперь они смогли непрерывно работать настолько долго, чтобы на них можно было возложить выполнение действительно практически важных задач. В эти годы появились первые алгоритмические языки, а следовательно и первые системные программы - компиляторы. Стоимость процессорного времени возросла, что потребовало уменьшения непроизводительных затрат времени между запусками программ. Появились первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программ за другой и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора. Системы пакетной обработки явились прообразом современных операционных систем, они стали первыми системными программами, предназначенными для управления вычислительным процессом. В ходе реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какую работу он хочет выполнить на вычислительной машине. Совокупность нескольких заданий, как правило, в виде колоды перфокарт, получила название пакета заданий. Третий период ( начало 1960-х – 1980 г.). Компьютеры на основе интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что дало гораздо большие возможности новому, третьему поколению компьютеров. Для этого периода характерно также создание семейств программно-совместимых машин. Первым семейством программно-совместимых машин, Программная совместимость требовала и совместимости операционных систем. Такие операционные системы должны были бы работать и на больших, и на малых вычислительных системах, с большим и с малым количеством разнообразной периферии, в коммерческой области и в области научных исследований. Операционные системы, построенные с намерением удовлетворить всем этим противоречивым требованиям, оказались чрезвычайно сложными "монстрами". Они состояли из многих миллионов ассемблерных строк, написанных тысячами программистов, и содержали тысячи ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений. В каждой новой версии операционной системы исправлялись одни ошибки и вносились другие. Важнейшим достижением ОС данного поколения явилась реализация мультипрограммирования. Мультипрограммирование - это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются несколько программ. Пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при последовательном выполнении программ (однопрограммный режим), а выполняет другую программу (многопрограммный режим). При этом каждая программа загружается в свой участок оперативной памяти, называемый разделом. Наряду с мультипрограммной реализацией систем пакетной обработки появился новый тип ОС - системы разделения времени. Вариант мультипрограммирования, применяемый в системах разделения времени, нацелен на создание для каждого отдельного пользователя иллюзии единоличного использования вычислительной машины. Четвертый период (с 1980 г. по настоящее время). Персональные компьютеры. Классические, сетевые и распределенные системы. Следующий период в эволюции операционных систем связан с появлением больших интегральных схем (БИС). В эти годы произошло резкое возрастание степени интеграции и удешевление микросхем. Компьютер стал доступен отдельному человеку, и наступила эра персональных компьютеров. Если миникомпьютер дал возможность иметь собственную вычислительную машину отделу предприятия или университету, то персональный компьютер сделал это возможным для отдельного человека. Компьютеры стали широко использоваться неспециалистами, что потребовало разработки "дружественного" программного обеспечения, это положило конец кастовости программистов. На рынке операционных систем доминировали две системы: MS-DOS и UNIX. Однопрограммная однопользовательская ОС MS-DOS широко использовалась для компьютеров, построенных на базе микропроцессоров Intel 8088, а затем 80286, 80386 и 80486. Мультипрограммная многопользовательская ОС UNIX доминировала в среде "не-интеловских" компьютеров, особенно построенных на базе высокопроизводительных RISC-процессоров. В середине 80-х стали бурно развиваться сети персональных компьютеров, работающие под управлением сетевых или распределенных ОС. В сетевых ОС пользователи должны быть осведомлены о наличии других компьютеров и должны делать логический вход в другой компьютер, чтобы воспользоваться его ресурсами, преимущественно файлами. Каждая машина в сети выполняет свою собственную локальную операционную систему, отличающуюся от ОС автономного компьютера наличием дополнительных средств, позволяющих компьютеру работать в сети. Сетевая ОС не имеет фундаментальных отличий от ОС однопроцессорного компьютера. Она обязательно содержит программную поддержку для сетевых интерфейсных устройств (драйвер сетевого адаптера), а также средства для удаленного входа в другие компьютеры сети и средства доступа к удаленным файлам, однако эти дополнения существенно не меняют структуру самой операционной системы. 1.3 Характеристика операционных систем 1.3.1. Основные функции операционных систем Основными функциями операционных систем являются: загрузка программ в оперативную память и управление ходом их выполнения обеспечение операций по обмену данными между выполняющейся программой и внешними устройствами обслуживание нестандартных ситуаций в ходе выполнения программы удаление выполненной программы из оперативной памяти и освобождение места для загрузки новой программы организация хранения и поиска программ и данных на внешних носителях организация взаимодействия пользователя и операционных системы – прием и выполнение команд пользователя выполнение различных вспомогательных (сервисных) функций, таких как форматирование дисковых устройств, копирование информации с одного дискового устройства на другое и некоторые другие. 1.3.2. Классификация операционных систем Операционная система составляет основу программного обеспечения ПК. Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств, который обеспечивает взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение ПК, входящее в его систему BIOS, с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений. Операционные системы различаются особенностями реализации алгоритмов управления ресурсами компьютера, областями использования. Так, в зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на: однозадачные и многозадачные однопользовательские и многопользовательские однопроцессорные и многопроцессорные системы локальные и сетевые. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса: однозадачные (MS DOS) многозадачные (OS/2, Unix, Windows) В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа: системы пакетной обработки (ОС ЕС) системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows) системы реального времени (RT11) Классификация операционных систем представлена на рис. 1 Рис.1. Общая классификация операционных систем 1.3.3. Операционная система MS DOS Широкое распространение персональных компьютеров в конце 70-х гг. существенно расширило число пользователей вычислительной техники. Поэтому актуальной стала задача создания ОС, с одной стороны, ориентированной на пользователей, не являющихся программистами-профессионалами, а с другой – обеспечивающей: управление аппаратными ресурсами компьютера (диски, оперативная память, принтер, монитор) и выполнением программ; организацию хранения и доступа к информации на внешней памяти; сервисные функции[2,230] Такой ОС стала MS DOS, первая рабочая версия, которой появилась в 1981 г. ОС хранится на жестком диске ЭВМ. При включении компьютера программы ОС автоматически загружаются с диска в оперативную память. С точки зрения пользователя, одной из важнейших задач ОС является удобное управление файлами. Эту задачу решает файловая система ОС. Еще одной особенностью MS DOS является введение в имя файла специального трехсимволического кода – расширения, характеризующего тип данных, хранящихся в этом файле. Затем Microsoft решила добавить к операционной системе MS-DOS графический интерфейс пользователя (оболочку), которую она назвала Windows. Компания Microsoft в 1990 году объявила о начале работ по созданию принципиально новой операционной системы для персональных IBM PC-совместимых компьютеров с прицелом на корпоративный сектор, которая помимо банальной мультизадачности и поддержки виртуальной памяти обладала бы, в частности, такими качествами, как: микроядерная архитектура; аппаратная независимость, что должно было обеспечить легкую переносимость системы; мультипроцессорная обработка и масштабируемость (в то время операционные системы семейства UNIX обеспечивали работу на мультипроцессорных компьютерах и фактически доминировали как мощные корпоративные серверные системы); возможность выполнения приложений, созданных для других операционных систем, в частности приложений для UNIX и 16-разрядных программ OS/2; защита информации и вычислений от несанкционированного доступа; наличие высокопроизводительной и надежной файловой системы и возможность работать с несколькими файловыми системами; встроенные сетевые функции и поддержка распределенных вычислений. 1.3.4. Операционная система UNIX Операционная система UNIX разработана в 70-х годах Кеном Томпсоном и Деннисом Ритчи в Bell Laboratory и первоначально предназначалась для проведения исследовательских работ. Однако концептуальная целостность системы и целый ряд новых нетрадиционных и прогрессивных решений, заложенных в нее при создании, показали преимущества UNIX по сравнению с другими операционными системами этого класса. Система UNIX быстро распространилась и сейчас активно используется на многих вычислительных установках. В нашей стране аналогом операционной системы UNIX является ИНМОС. Сначала эта система была ориентирована на СМ ЭВМ, а затем перенесена и в сферу ЕС ЭВМ. Концептуальное единство заключается в том, что система UNIX "обозрима", и пользователь, работающий с ней, как правило, не только использует ее возможности, но и хорошо представляет, как они реализуются. Простота системы проистекает из того условия, что средства системы выразительны и имеют удобную мнемонику. Допускается изучение по частям, что дает возможность пользователю ограничиться изучением только того набора средств, который ему в данный момент необходим. Инструментальность проявляется в насыщении различными инструментальными средствами, облегчающими процесс конструирования программного обеспечения. Их можно разделить на следующие группы: утилиты различного назначения средства работы с текстами средства поддержки разработок программного обеспечения средства генерации программ анализа интерпретатор shell, являющийся важным инструментальным средством, позволяющий на уровне командного языка строить новые инструментальные средства проблемной направленности. Мобильность означает возможность переноса системы с одной машинной архитектуры на другую с минимальными затратами. Эффективность заключается в конструктивных особенностях, реализованных в системе, освобождающих пользователя от решения многих проблем, свойственных другим системам, и значительно повышают продуктивность практического использования системы для решения самых разнообразных задач. Недостатки системы: не поддерживается режим реального времени слабая устойчивость к аппаратным сбоям снижение эффективности при решении однотипных задач слабо развиты средства взаимодействия и синхронизации процессов Заключение Операционная система - это совокупность программных средств, осуществляющих управление ресурсами ЭВМ, запуск прикладных программ и их взаимодействие с внешними устройствами и другими программами, а также обеспечивающих диалог пользователя с компьютером. Таким образом, операционная система — это главная программа, управляющая работой компьютера в целом. (......) |
Loading
|